9月17日02

针对海上舰船摇摆引起的舰载经纬仪巨大定位及测量误差问题,提出一种船摇误差修正的高精度解决方案。本文利用惯性导航系统测量出的船体摆动姿态角和GPS局部基准定位信息,对舰载经纬仪实时站址数据和测角数据做了船摇修正处理,并研究了站置误差对测角精度的影响。通过对修正前后数据做误差比对分析,提高了海基测控装备外弹道的测量精度。试验证明该方法简单、实用,修正后精度满足使用要求,可以推广应用。     

基于GPS双天线的弹体姿态测量方法

针对舰载武器弹体飞行姿态信息难以实时准确测定的问题,提出采用GPS双天线配置方案来测量飞行弹体姿态的方法,该方法首先建立用于飞行弹体姿态测定的观测模型,结合对GPS载波相位信息求解基线矢量及整周模糊数解算的分析推导,通过坐标系的变换得到弹体的姿态信息。数值计算表明,弹体的俯仰角误差范围在±0.8°之间;偏航角误差范围在±0.7°之间,计算结果验证了模型和算法的有效性。     

滑翔增程弹导航系统误差修正方法研究

为了提高滑翔增程制导炮弹的姿态测量精度,分析了单GPS天线测量弹体姿态角的计算方法,应用GPS和INS全组合的方式,采用INS和GPS的位置、速度和姿态误差信息作为观测量,设计了卡尔曼滤波器,将滤波估计的结果反馈给INS,实现对测量系统全参数的误差修正.数值计算和仿真结果表明,采用基于GPS姿态测量信息的Kalman滤波方法,对INS惯导系统测量误差进行修正,降低了3个姿态角的测量误差,加快了系统误差收敛速度,提高了滑翔控制系统的控制精度,增加了制导炮弹滑翔增程的效果.     

遥测天线基于数据流中GPS信息的引导

针对常规兵器靶场试验中,传统遥测天线由雷达提供引导数据时存在远射程不能全弹道跟踪目标的问题,提出了利用遥测数据流中的GPS等位置信息作为导引数据,引导遥测天线跟踪被测目标的方法,该方法从遥测数据流中实时提取GPS位置信息,利用遥测数据流中的位置信息与理论弹道比较、弹道预测和修正等算法,实时引导天线准确地指向飞行目标。试验表明,这样既解决了接收到的遥测数据质量不高问题,也解决了数字引导方式下雷达提供的导引数据非全弹道问题,实现遥测天线全弹道、精准地指向飞行目标,从而提高遥测接收能力。     

多雷达含缺损信息外弹道解算方法研究

为解决雷达测量信息受地、海杂波的强烈干扰,导致雷达俯仰角测量难以构成有效闭环,目标俯仰角信息超差严重,并通过坐标系变换,向目标各维坐标传导超差信息的问题,该文综合考虑地、海杂波对方位角和斜距信息影响较小,以及海上靶场雷达测量网的布站特点,提出了一种利用多台雷达共有段落的方位角和斜距信息,构建联合处理模型,解算目标弹道的方法。数据测试证明,该方法可以有效解决雷达部分测量信息超差问题,提高靶场雷达测量数据处理的精度和可靠性。     

舰艇姿态对作战系统动态对准精度的影响分析

为提高舰艇作战系统动态对准精度,笔者以舰载三坐标雷达为例,研究了舰艇姿态对作战系统动态对准精度的影响。建立了作战系统对准的坐标系,推导了其中主要的坐标转换,计算了舰艇姿态引起的传感器测量误差,分析了舰艇摇摆对动态对准精度的影响,并进行仿真实验。仿真结果表明：舰艇艏摇角造成了传感器测量的方位角误差,舰艇的纵摇角、横摇角造成了传感器测量的方位角和俯仰角误差,但舰艇姿态对传感器的距离测量影响较小。需要在后续的动态对准数据处理过程中对误差进行修正,从而满足舰艇作战系统动态对准的要求。     

雷达低空目标俯仰角提取的偏差补偿技术

由于多径信号的干扰,单脉冲雷达对低空目标俯仰角的实时测量很难达到靶场外弹道测量的精度要求。结合目前靶场在装雷达系统,研究了掠海巡航飞行低空目标的俯仰角事后提取问题,应用偏差补偿算法从雷达系统实时存储下来的视频信号中提取低空目标俯仰角参数。文中给出雷达系统实时输出的目标俯仰角数据以及应用偏差补偿算法事后提取并进行误差修正的目标俯仰角数据,结果显示,事后俯仰角提取显著改善测量精度,为靶场试验决策提供依据。     

基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方法

传统惯性与星光组合通常需要将惯性系下的星光姿态信息转换到导航坐标系进而与惯性导航系统进行姿态组合,由于姿态信息转换过程中通常需要引入地理位置信息实现转换,从而不可避免地引入转换误差,无法充分发挥高精度星光姿态信息对惯性导航误差的修正作用。考虑到陀螺原始输出信息和星光姿态信息均能直接在惯性参考坐标系下测量获得,设计了一种基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方案。通过建立基于惯性系下陀螺误差估计修正的惯性与星光组合导航数学模型,直接在惯性系下对陀螺漂移误差进行在线开环跟踪估计;通过对陀螺误差实时修正,能够有效减小由于陀螺漂移所带来的惯性导航系统解算误差。仿真结果表明,该方案能够有效估计出陀螺的漂移误差,进而有效提高了惯性导航系统精度。     

舰炮发射弹道修正弹测量弹道坐标转换精度研究

舰炮发射弹道修正弹后舰艇将继续航行,测量弹道的舰面雷达随之运动和摇摆,需要将 雷达测量的相对弹道坐标转换到以发射时炮口为原点的弹道坐标系中。相对弹道坐标、舰艇摇摆 角、航速、航向角等测量误差和舰艇升沉均会对转换后的弹道坐标精度产生影响,为量化诸误差对 弹道坐标的影响,建立了诸误差对弹道坐标精度影响的数学模型,并进行了仿真计算,得到了相对 弹道坐标、摇摆角、航速、航向角等测量误差和升沉对转换后弹道坐标精度的影响情况。     

方位俯仰跟踪框架下的角偏差无奇点修正方法

分析回顾了雷达工程中,当前通用的方位俯仰极坐标框架下,无线电雷达跟踪测量系统角偏差正割补偿修正方法的由来及其局限性;提出了跟踪指向坐标系的定义。利用坐标转换原理给出了一种简便易行的偏差无奇点精确修正推导新方法,并证明了新方法与通用的基于立体几何推理方法的等价性,同时分析了新方法在雷达轴系偏差修正中的典型应用及其对系统跟踪测量精度的影响。对于89°仰角、方位俯仰角偏差均为3 mrad的情形,正割补偿修正法指向计算存在6 759.2″ 的方位角误差和63.5″的俯仰误差。新的推理方法有利于极坐标框架下的空间目标高精度跟踪与测量,尤其是高仰角过顶跟踪性能、指向精度和跟踪数据利用率的提高。     

基于Chebyshev插值算法的实时鱼眼图像校正

针对鱼眼镜头由于视场大而导致畸变的问题,对其拍摄的视频图像进行畸变校正。采用 Chebyshev 插值算法,将鱼眼镜头的非线性校正函数转换为多项式校正函数,采用流水线法快速计算多项式校正函数,并通过实例进行实验验证。结果表明：该方法能实现FPGA(field programmable gate array)平台上的实时鱼眼校正,其效果明显,实时性强。     

导弹试验遥外测零点的分析与修正

分析了导弹试验中遥外测零点偏差的形成原因以及零点偏差对试验结果分析的影响,提出了利用引信启动参数修正零点的方法,并对修正精度进行了仿真统计,满足了试验结果分析需要,较好地解决了导弹试验中遥外测零点偏差问题,具有重要实际应用价值。     

船载雷达测速数据的船速修正新方法

传统测量船船载雷达测速数据修正方法,忽略了船体摇摆、升沉、侧向移动等因素对天线速度造成的影响,仅使用航向数据和计程仪测速数据计算天线相对大地的速度。对传统修正方法的推导过程进行分析,发现了该修正方法回避了一些误差项,并在其简化公式中找出了忽略的误差部分。针对该方法所忽略的误差,建立了一种更加完善的多普勒测速修正方法。新方法包含了两个子模型：基于全球定位系统测速的惯性导航平台速度模型和目标速度修正模型。为了验证其精度,在精度校飞任务、近地轨道任务和远地轨道任务中分别对数据本身精度和定轨情况进行了检验。结果表明,新方法较传统方法在消除随机误差方面有很大的改善。     

弹道修正弹药的姿态测量技术研究

在弹道修正弹药系统中,需要实时确定弹药的飞行姿态及方位信息.文中提出了一种基于磁探测技术和微机械陀螺技术的姿态测量方案,给出了利用地磁矢量和陀螺探测结果进行弹体姿态解算的数学模型.通过比较两种不同的数学处理方法分析得出,采用四元数法进行姿态解算,可以减少三角函数计算,提高运算速度和精度,且不会出现奇异现象.在Matlab环境下的仿真结果表明了该方法的可行性和有效性.     

卫星测量数据电离层延迟误差多频修正方法

针对传统方法修正电离层延迟误差存在精度不够高和通用性不强的问题,提出了采用多频修正法修正电离层延迟误差的方法。经过电离层延迟误差的双频一阶项修正和三频二阶项修正,可有效提高卫星测量数据处理精度,且三频修正精度比双频修正精度更高。实验结果表明,多频修正方法修正电离层误差比传统方法具有更高精度,而且具有更强的通用性。     

基于BP 神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法

针对风洞试验时传感器测值受到非线性误差干扰的问题,提出基于BP神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法.利用BP神经网络强大的非线性映射能力,通过神经网络模型融合传感器校准数据对传感器的测量误差进行计算,并根据网络计算误差对传感器测值进行修正.试验结果表明:该方法能有效地减小非线性误差对传感器测值的影响,提高传感器的测量精度.     

二维矢量水听器及其在Argo浮标平台上的应用技术

传统同振式矢量水听器在水下缓动声纳平台应用时,自身姿态变化难以准确测量,导致目标测向精度低,为此开展了二维复合同振式矢量水听器研究。分析二维矢量水听器姿态实时测量与校正原理,选取微机电系统姿态传感器作为姿态感知器件,设计具备姿态测量功能的二维复合同振式矢量水听器,并实现其在Argo浮标平台的集成应用。海上试验结果表明：同振式矢量水听器可在10~3000Hz范围内采集声场信息,矢量通道具有余弦指向性,在1 kHz频点处灵敏度为-179.5 dB （0 dB参考值为1 V/μPa),声压通道灵敏度级为-191.5 dB±0.5 dB(0 dB参数值为1 V/μPa), 具备姿态测量功能;同振式矢量水听器应用于浮标平台进行海洋环境噪声与水中目标同步监测技术可行,为其在水下缓动声纳平台工程化应用奠定了基础。